近年,在光伏發(fā)電系統(tǒng)中出現(xiàn)了一種伴有超高溫特征的新型熱斑現(xiàn)象。這種熱斑現(xiàn)象不僅會在短時間內造成發(fā)電組件老化加速等不可逆的損害,嚴重時還會引發(fā)火災。經(jīng)過診斷發(fā)現(xiàn),這種熱斑往往出現(xiàn)在被陰影覆蓋且含有結晶缺陷的發(fā)電組件中。在已知的所有結晶缺陷中,特別是含有裂紋、PN結接觸以及電池邊緣接觸等缺陷的區(qū)域在外部陰影遮蓋下,會呈現(xiàn)歐姆反向特性。從電氣特性來看,在含有上述結晶缺陷的區(qū)域存在更利于電流流通的等效路徑,即存在等效低電阻。因此,為了確保光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全運行,本研究主要以低電阻結晶缺陷熱斑的在線診斷與抑制為主要目標,以便及時地排除熱斑現(xiàn)象。首先,為了理解低電阻結晶缺陷熱斑的形成機理,本研究通過建立含有結晶缺陷單元的等效模型,并借助不同單元PN結的反向特性曲線說明了由低電阻結晶缺陷引起的等效低電阻在陰影條件下的分流作用。此外,通過光伏組件串的等效電路圖,詳細地分析了在傳統(tǒng)最大功率跟蹤算法P&O的控制下,發(fā)電系統(tǒng)的三種工作模式（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）以及在發(fā)電過程中熱斑的形成條件。并利用仿真實驗模擬了在不同外部陰影條件下所產(chǎn)生的熱斑發(fā)熱功率分布特性。其次,從仿真結果可知,在陰影條件下,發(fā)熱功率分布... 

【文章來源】：揚州大學江蘇省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３全球風能與光伏發(fā)電裝機量的發(fā)展趨勢Ｗ??

２０００?２００２?２０４?２００６?２００８?０１０?２１２?２０）４?２０１６?１Ｈ?２０１８??２００１?２００３?２００５?２００７?２００９?２０１１?２０１３?２０１５?２０１７??圖１－３全球風能與光伏發(fā)電裝機量的發(fā)展趨勢Ｗ??圖１－３給出了全球知名的彭博新能源財經(jīng)分享的全球可再生能源（主要是風能與光伏）??逐年的總裝機量。從圖中可以看出，截至２０１８年６月底，全球海岸風能總裝機量達到了??５２３?［ＧＷ］，離岸風機（如沙漠，高原）裝機量則到達１９?［ＧＷ］，并且每一年的增長趨勢較??為穩(wěn)定。相比于風力發(fā)電，目前的光伏的發(fā)展則稍遜一籌。同樣是截至２０１８年６月底，??全球光伏的總裝機量合計４７１?［ＧＷ］，其中大型公共發(fā)電所的裝機量達到了?３０７?［ＧＷ］，小??型發(fā)電場（如：家用光伏）的裝機量則達到了?１６４?［ＧＷ］。不同地是從２０１０年起，光伏發(fā)??電的總裝機量開始呈現(xiàn)非線性增長趨勢，并且在未來幾年中很可能超過風能總裝機，成為??主導的可再生能源。據(jù)相關報道提供的數(shù)據(jù)，２０１７年全球新增光伏的裝機量約１００丨ＧＷ］，??同比增長４３％。２０１７年我國光伏發(fā)電新增裝機量５３?［ＧＷ］，同比增長５４％。我國２０１７年??光伏新增裝機容量遠超出前期的行業(yè)預估。更有預估，至２０２０年全球光伏新增裝機量將??達?１４０－１５０?［ＧＷ］。??１６０?４５％?ＴＱ?１６０％??

（ｂ）運用中??圖１－５光電材料轉換效率Ｗ??圖１－５給出了目前在研究中或者己被運用光電材料的轉換效率。據(jù)報道，在實驗室中??測試得到的３－ＰＮ結構的太陽電池的效率最為出色，從圖中可以看出，其最大效率接近４４％。??然而實際投產(chǎn)的光伏電池中的最大效率是圖（ｂ）中具有２８．８％的ＧａＡｓ。因為相比于傳統(tǒng)的??硅材料，使用ＧａＡｓ材料制作的電池的成本較高，所以其普及性遠不及硅材料。目前來看，??硅材料在光伏組件中的運用最為廣泛，綜合評價，使用頻率具體如下：多晶桂＞單晶硅＞薄??膜硅。但是，隨著生產(chǎn)技術不斷的發(fā)展，近年來單晶硅的使用頻率也得到了大大地加強。??即使如此，較低的光電轉換效率直接成為了限制現(xiàn)階段光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展的－？個短板。然??而，為了滿足光伏發(fā)電總裝機量日益增長的需求，大量的光伏組件將被投入使用。在很多??發(fā)達國家，例如德國已經(jīng)完全取締了傳統(tǒng)的煤電，全面采用光伏發(fā)電等新興能源。這便使??得大范圍普及下的光伏組件的故障狀態(tài)也變得多樣化


本文編號：3623124